(57)【要約】【課題】直径方向にコンパクトでありながら必要なモータ冷却機能を確保でき、しかも製作コストを安くできる。【解決手段】駆動部としての電動モータ１２と減速機１３の間に冷却器としての中間フランジ２０を介装し、この中間フランジ２０の内周面に、同フランジ内径側に開口する凹溝２２を全周に亘って設けるとともに、この凹溝２２の開口をフランジ内径側から塞ぐ状態で同フランジ内周に筒体２３を設けることによって、冷却媒体が通される冷媒通路２４を形成した。【選択図】図２
2013198248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動部としてのモータと、このモータの回転力を減速して被駆動部に伝達する減速機が、互いの中心軸が一致する状態で装置軸方向に並んで設けられる建設機械の駆動装置において、上記モータと減速機の間に中間フランジを介装し、この中間フランジの内周面に、同フランジ内径側に開口する凹溝を円周方向に設けるとともに、この凹溝の開口をフランジ内径側から塞ぐ状態で同フランジ内周に筒体を設けることによって、冷却媒体が通される冷媒通路を形成したことを特徴とする建設機械の駆動装置。
【請求項２】
上記モータと上記中間フランジ、上記中間フランジと上記減速機をそれぞれ互いにフランジ直径方向にずれた位置でボルト連結したことを特徴とする請求項１記載の建設機械の駆動装置。
【請求項３】
上記モータのフランジにおける上記中間フランジに対する接合面に、上記中間フランジの内周面に嵌まり込むインロー凸部を設ける一方、上記中間フランジの内周側に内向きに突出する鍔部を設け、上記筒体を上記インロー凸部と鍔部との間に挟み込んだ状態で取付けたことを特徴とする請求項１または２記載の建設機械の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハイブリッドショベル等の建設機械において、駆動源としてのモータ(とくに電動モータ)の冷却機能を備えた駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ショベルの旋回駆動装置を例にとって背景技術を説明する。
【０００３】
ショベルは、クローラ式の下部走行体上に上部旋回体が地面に対し鉛直な軸のまわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体に作業アタッチメントが取付けられて構成される。
【０００４】
ハイブリッドショベルの場合、上部旋回体を旋回させる旋回駆動装置は、図４に示すように、駆動部としての油圧及び電動の両モータ１，２と、このモータ１，２の回転力を歯車減速機構により減速して被駆動部である上部旋回体に伝達する減速機３とを備え、この三者が、互いの中心軸(モータ軸と減速出力軸)が一致する状態で、油圧モータ１が最上段、電動モータ２が中段、減速機３が最下段となる縦置き姿勢で装置軸方向に連結されて構成される。
【０００５】
なお、駆動部が電動モータのみで構成される場合もある。
【０００６】
減速機３は、たとえばサン、プラネタリ、リング各ギヤを備えた一〜複数段の遊星歯車機構(図示省略)から成り、この減速機３の出力が、減速出力軸４に設けられたピニオン５、及び図示しない下部走行体のロワフレームに設けられた旋回ギヤを介して上部旋回体のアッパーフレーム６に伝えられる。
【０００７】
減速機３の下端には、減速出力軸４を回転自在に支持する軸受を内蔵したシャフト支持部７が設けられ、このシャフト支持部７の下部外周に設けられた取付フランジ８がアッパーフレーム６に取付ボルト９…によって取付けられる。
【０００８】
ところで、駆動装置によっては、図示のように減速機３が電動モータ２よりも小径の場合がある。
【０００９】
この場合、両者の直径差をカバーするために図示のようにスペーサフランジ等と呼ばれる接続フランジ１０が両者間に介装され、電動モータ２のフランジ２ａと接続フランジ１０が第１ボルト１１によって連結される一方、接続フランジ１０と減速機３(減速機ケーシング)３が第１ボルト１１よりも内周側で第２ボルト１２によって連結される。
【００１０】
従来、この種の駆動装置における冷却技術として、特許文献１に示されているように減速機３のケーシング周壁に冷媒通路を設け、水、油等の冷却媒体をこの冷媒通路に流して減速機３を外周から冷却する技術が公知である。
【００１１】
従って、この公知技術をハイブリッドショベルのモータ、とくに発熱量が多い電動モータ２の冷却技術として転用し、モータのケーシングに冷媒通路を形成することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第４５０４８９９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、上記転用技術によるとケーシング周壁の肉厚を大きくしてその肉厚内に冷媒通路を設けるジャケット構造をとるため、ケーシングの直径寸法が大きくなる。
【００１４】
従って、駆動装置の最大直径寸法が増加し、この直径方向の占有スペースが大きくなるため、とくにショベルの旋回駆動装置のように狭いスペースに多くの機器類が密集して設置される状況下で、機器類のレイアウトが難しくなる。
【００１５】
また、鋳物であるケーシングそのもの、しかもその肉厚内に冷媒通路を形成するため、ケーシングの製法が特殊となり、製作コストが高くなる。
【００１６】
そこで本発明は、直径方向にコンパクトでありながら必要なモータ冷却機能を確保でき、しかも製作コストが安くてすむ建設機械の駆動装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決する手段として、本発明においては、駆動部としてのモータと、このモータの回転力を減速して被駆動部に伝達する減速機が、互いの中心軸が一致する状態で装置軸方向に並んで設けられる建設機械の駆動装置において、上記モータと減速機の間に中間フランジを介装し、この中間フランジの内周面に、同フランジ内径側に開口する凹溝を円周方向に設けるとともに、この凹溝の開口をフランジ内径側から塞ぐ状態で同フランジ内周に筒体を設けることによって、冷却媒体が通される冷媒通路を形成したものである。
【００１８】
この構成によれば、モータと減速機との間に冷却器としての中間フランジを介装し、この中間フランジに冷媒通路を形成するため、モータケーシングの周壁に冷媒通路を形成するジャケット構造と比較して、モータケーシングそのものを大径化する必要がないこと、及び中間フランジはモータフランジと同等径でよいことにより、装置直径寸法の増加を招かずに必要なモータ冷却機能を確保することができる。
【００１９】
従って、装置の直径方向の占有スペースを縮小できるため、機器レイアウト上有利となる。
【００２０】
しかも、中間フランジの内周側に凹溝を設け、この凹溝の開口をフランジ内周側から筒体で塞いで冷媒通路を形成するため、冷媒通路の形成を含めた中間フランジの製作が容易となり、モータケーシングをジャケット構造とする場合と比較して製作コストが安くてすむ。
【００２１】
本発明においては、上記モータと上記中間フランジ、上記中間フランジと上記減速機をそれぞれ互いにフランジ直径方向にずれた位置でボルト連結するのが望ましい(請求項２)。
【００２２】
前記のように減速機が電動モータよりも小径の場合に、冷却器としての中間フランジが、両者の直径差をカバーするために接続フランジを兼ねるため、装置構成を簡素化し、かつ、装置全長を短く抑えることができる。
【００２３】
また、本発明においては、上記モータのフランジにおける上記中間フランジに対する接合面に、上記中間フランジの内周面に嵌まり込むインロー凸部を設ける一方、上記中間フランジの内周側における上記接合面と反対側の面に内周側に突出する鍔部を設け、上記筒体を上記インロー凸部と鍔部との間に挟み込んだ状態で取付けるのが望ましい(請求項３)。
【００２４】
この構成によれば、筒体を、モータフランジに設けたインロー凸部と、中間フランジに設けた鍔部との間に挟み込んで取付けるため、筒体の軸方向の位置決め、フランジ内周への取付けが簡単となり、一層のコストダウンが可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によると、直径方向にコンパクトでありながら必要なモータ冷却機能を確保でき、しかも製作コストが安くてすむ。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係るハイブリッドショベルの旋回駆動装置の全体正面図である。
【図２】同装置の一部断面拡大図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う中間フランジの水平断面図である。
【図４】従来の旋回駆動装置の全体正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
実施形態はハイブリッドショベルの旋回駆動装置を適用対象としている。
【００２８】
但し、本発明は下部走行体の走行駆動装置やウィンチの駆動装置等、旋回駆動装置と同様にモータと減速機が、互いの中心軸(モータ軸と減速出力軸)が一致する状態で装置軸方向に並んで設けられる他の駆動装置にも、またショベル以外の建設機械において上記構成を備えた駆動装置にも以下同様に適用することができる。
【００２９】
また、実施形態では、駆動部として油圧モータ１１と電動モータ１２を併用する併用型のものを例示しているが、駆動部が電動モータのみで構成される駆動装置にも、また油圧モータのみで構成される駆動装置にも適用することができる。
【００３０】
さらに、以下には駆動部と減速機が上下に位置する縦置き型の駆動装置を例にとっているが、本発明は駆動部と減速機が左右に位置する横置き型の駆動装置にも適用することができる。
【００３１】
実施形態に係る旋回駆動装置の基本的な構成は、図４に示す従来技術と同じである。
【００３２】
すなわち、駆動部としての油圧及び電動の両モータ１１，１２と、このモータ１１，１２の回転力を歯車減速機構により減速して被駆動部である上部旋回体に伝達する減速機１３とを備え、この三者が、互いの中心軸(モータ軸と減速出力軸)が一致する状態で、油圧モータ１１が最上段、電動モータ１２が中段、減速機１３が最下段となる縦置き姿勢で装置軸方向に連結されて構成される。
【００３３】
減速機１３は、たとえばサン、プラネタリ、リング各ギヤを備えた一〜複数段の遊星歯車機構(図示省略)から成り、この減速機１３の出力が、減速出力軸１４に設けられたピニオン１５、及び図示しない下部走行体のロワフレームに設けられた旋回ギヤを介して上部旋回体のアッパーフレーム１６に伝えられる。
【００３４】
この減速機１３は電動モータ１２よりも小径とされている。
【００３５】
減速機１３の下端には、減速出力軸１４を回転自在に支持する軸受を内蔵したシャフト支持部１７が設けられ、このシャフト支持部１７の下部外周に設けられた取付フランジ１８がアッパーフレーム１６に取付ボルト１９…によって取付けられる。
【００３６】
実施形態においては、電動モータ１２と減速機１３の間に、減速機１３と電動モータ１２の直径差をカバーする接続フランジと冷却器を兼ねる中間フランジ２０が介装され、モータ下端のモータフランジ２１とこの中間フランジ２０、中間フランジ２０と減速機１３(減速機ケーシング)が、それぞれ互いに直径方向にずれた位置でボルト連結されている。
【００３７】
図２，３によって詳細を説明する。
【００３８】
中間フランジ２０はリング状に形成され、その内周面にフランジ内径側に開口する凹溝２２が全周に亘って設けられるとともに、この凹溝２２の開口をフランジ内径側から塞ぐ状態で同フランジ内周に円筒状の筒体２３が取付けられている。
【００３９】
この凹溝２２と筒体２３により、冷却媒体(通常は水。油等の他の冷媒でもよい)が通される冷媒通路２４が中間フランジ内周部に全周に亘って形成されている。
【００４０】
また、中間フランジ２０には、冷媒通路２４に対する給水用及び排水用の連通穴２５，２６が直径方向に設けられ、給水用連通穴２５に給水管２７、排水用連通穴２６に排水管２８がそれぞれ接続されている。
【００４１】
給水管２７は図示しない冷却ポンプを備えた冷却循環回路の吐出側に、排水管２８は同吸い込み側にそれぞれ接続され、冷却媒体がこの冷却循環回路及び冷媒通路２４を通って循環するように構成されている。
【００４２】
図１，２中、２９は中間、モータ両フランジ２０，２１を連結するボルト、３０は中間フランジ２０と減速機１３(減速機ケーシング)をボルト２９に対してフランジ内径側にずれた位置で連結するボルトである。
【００４３】
筒体２３の取付構造を詳述する。
【００４４】
図２に示すように、中間フランジ２０の高さ方向中間部の内周に内向きに突出する鍔部３１が全周に亘って設けられ、筒体２３の下端がこの鍔部３１によって支持される。
【００４５】
一方、モータフランジ２１には、中間フランジ２０に対する接合面(下面)にインロー凸部３２が設けられ、このインロー凸部３２が中間フランジ２０の内周に嵌まり込んで両フランジ２０，２１の芯合わせが行われるととともに、筒体２３の上端がインロー凸部３２によって下向きに押え込まれるように構成されている。
【００４６】
すなわち、筒体２３は、インロー凸部３２と鍔部３１との間に挟み込まれた状態で取付けられる。
【００４７】
いいかえれば、筒体２３は、インロー凸部３２の下面と鍔部３１の上面の間隔と同等の高さ寸法に設定されている。
【００４８】
なお、筒体２３は、モータ、中間両フランジ２１，２０を連結するボルト２９の締め付け力によってインロー凸部３２と鍔部３１の間に強固に挟圧固定される。
【００４９】
但し、必要に応じて中間フランジ内周にボルト止めする等の他の固定手段を併用してもよい。
【００５０】
図２中、３３はモータ、中間両フランジ２１，２０間のシール、３４は筒体２３と中間フランジ内周面の間のシールである。
【００５１】
この駆動装置によると、電動モータ１２と減速機１３との間に冷却器としての中間フランジ２０を介装し、この中間フランジ２０に冷媒通路２４を形成するため、モータケーシングの周壁に冷媒通路を形成するジャケット構造と比較して、モータケーシングそのものを大径化する必要がないこと、及び中間フランジ２０はモータフランジ２１と同等径でよいことにより、装置直径寸法の増加を招かずに必要なモータ冷却機能を確保することができる。
【００５２】
従って、装置の直径方向の占有スペースを縮小できるため、機器レイアウト上有利となる。
【００５３】
しかも、中間フランジ２０の内周側に凹溝２２を設け、この凹溝２２の開口をフランジ内周側から筒体２３で塞いで冷媒通路２４を形成するため、冷媒通路２４の形成を含めた中間フランジ２０の製作が容易となり、モータケーシングをジャケット構造とする場合と比較して製作コストが安くてすむ。
【００５４】
なお、凹溝２２付きの中間フランジ２０は、凹溝対応の中子を備えた鋳型を用いることによって簡単に鋳型成形することができる。
【００５５】
また、中間フランジ２０が、電動モータ１２と減速機１３の直径差をカバーするための接続フランジと冷却器を兼ねるため、装置構成を簡素化し、かつ、装置全長を短く抑えることができる。
【００５６】
一方、中間フランジ２０の内周側に内向きに突出する鍔部３１を設け、筒体２３を、この鍔部３１とモータフランジ側のインロー凸部３２の間に挟み込んだ状態で取付ける構成をとっているため、筒体２３の軸方向の位置決め及びフランジ内周への取付けが簡単となり、一層のコストダウンが可能となる。
【００５７】
ところで、上記実施形態では冷媒通路２４を中間フランジ２０の全周に亘って設けたが、円周方向の一部のみ、または円周方向の複数個所に分けて設けてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１１  油圧モータ
１２  電動モータ
１３  減速機
１４  減速出力軸
２０  中間フランジ
２１  モータフランジ
２２  凹溝
２３  筒体
２４  冷媒通路
２５  給水用連通穴
２６  排水用連通穴
２７  給水管
２８  排水管
２９  モータと中間フランジを連結するボルト
３０  中間フランジと減速機を連結するボルト
３１  鍔部
３２  インロー凸部
【図１】
2013198248.tif 000003
【図２】
2013198248.tif 000004
【図３】
2013198248.tif 000005
【図４】
2013198248.tif 000006